Estudio de la familia (la, sr)n+1 (mn, ni) no3n+-1 de estructura ruddlesden-popper (n=1 y 2) como material de ánodo para celdas de combustible sofc

Las celdas de combustible son dispositivos electroquímicos para la conversión directa de energía química almacenada en combustibles en energía eléctrica. Pueden ser clasificadas de acuerdo a su temperatura de operación, la cual dicta el tipo de electrolito utilizado. En el rango de temperatura entre 600 y 1000ºC se encuentran las celdas de combustible de electrolito óxido sólido conocidas como SOFC (Solid Oxide Fuel Cell). Este trabajo se enfoca en este tipo de celdas, para las cuales se elaboraron por el método Sol-gel los compuestos de estructura Ruddlesden-Popper n=1 Sr2-xLaxMn1-yNiyO (x=0.6-0.75 y y=0.1-0.2) y n=2 La1.5Sr1.5Mn1.5Ni0.5O. El estudio de estas fases en medio oxidante confirmó su estabilidad a altas temperaturas (hasta T=1200ºC) por medio de un análisis ATG, y un estudio por termodifracción de RX, permitió la determinación de coeficientes de expansión térmica (CET) compatibles con el electrolito GDC. Por otro lado, la caracterización de los materiales en hidrógeno (H2) diluido demostró la inestabilidad de las fases tipo RP n=1 en medio reductor mientras que, para la fase La1.5Sr1.5Mn1.5Ni0.5O, se evidenció la formación de una fase de tipo RP n=1 además de la exsolución de nanopartículas de níquel sobre la superficie (verificada por Microscopía Electrónica de Transmisión). Finalmente, en medio reductor, la misma fase presenta una buena compatibilidad química con el electrolito GDC. Este desempeño en general de la fase La1.5Sr1.5Mn1.5Ni0.5O conlleva a pensar que pueda ser considerada como un prometedor material de electrodo de celdas de combustible SOFC.

• Autores: Florez Yepes, Silvia Juliana; Palencia Ruiz, Santiago
• Tipo de recurso: http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
• Fecha de publicación: 2016
• Institución: Universidad Industrial de Santander
• Repositorio: Repositorio UIS
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/34313
• Acceso en línea: https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/34313; https://noesis.uis.edu.co
• Palabra clave: Sofc; Manganitas; Estructura Ruddlesden Popper N=1 Y 2; Ánodo Y Exsolución De Níquel.; Fuel cells are electrochemical devices for direct conversion of chemical energy stored in fuels into electric energy. They can be classified according to the temperature of operation; which dictates the kind of electrolyte used. In the temperature range between 600 and 1000ºC; it can be found using solid oxide electrolyte; fuel cells known as SOFC (Solid Oxide Fuel Cell). This work focus on this kind of cells; for which there was prepared by Sol-Gel route; composites of Ruddlesden-Popper structure n=1 Sr2-xLaxMn1-yNiyO (x=0.6-0.75 y y=0.1; 0.2) and n=2 La1.5Sr1.5Mn1.5Ni0.5O. The study of these phases under oxidizing conditions confirms their stability at high temperatures (up to T=1200ºC) by ATG analysis; and an X Ray thermodiffraction study allowed to determinate that thermal expansion coefficients (TEC) are in good match with CGO electrolyte. On the other hand; materials characterization in diluted hydrogen (H2) showed instability RP n=1 phases; whereas La1.5Sr1.5Mn1.5Ni0.5O phase exhibited the formation of RP n=1 phase besides exsolution of nickel nanoparticles over the surface (confirmed by Transmission Electronic Microscopy). Finally; under reducing environment; the same phase displayed good chemical compatibility with CGO electrolyte. This performance in general of La1.5Sr1.5Mn1.5Ni0.5O7 let the phase be considered as a promising material to be used as electrode on SOFC.
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